3.1光的折射练习（基础练）----2024-2025学年苏科版 八年级物理上学期

第三章 光的折射 透镜 一、光的折射练习 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．如图所示，为筷子插入水中的现象，如下光路图能说明人看到筷子插入水杯中时的情形的是（　　） A． B． C． D． 2．下列光现象中，由于光的直线传播而形成的是（　　） A．水中拱桥的倒影 B．旗杆的影子 C．水中弯折的筷子 D．耀眼的玻璃幕墙 3．2024年8月7日中国队夺得巴黎奥运会花样游泳集体项目的金牌。下列能反映花样游泳运动员在水下看到水面上观众的光路图的是（　　） A． B． C． D． 4．小明在海河公园游玩时，观察到一些光现象，其中属于实像的是（　　） A．湖中凉亭的倒影 B．清澈湖水中游动的金鱼 C．平静的露天池水中有朵朵白云 D．太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑 5．学习了光学知识后，小晋自己完成了一个光学实验。他将装有一枚硬币的不透明的杯子放在面前，如图甲所示，发现眼睛在A处看不到硬币；保持眼睛的位置不变，缓慢向杯中注水，硬币逐渐出现在视线中，如图乙所示。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是（　　） ①“看不见”是由于硬币没有反射光 ②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛 ③“又看见了”是由于硬币反射的光在水面处发生折射到达眼睛 ④“又看见了”是由于硬币折射的光在水面处发生反射到达眼睛 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 6．下列关于光现象及其形成原因的说法，错误的是（　　） A．黑板反光——光的反射 B．海市蜃楼——光的折射 C．树下光斑——光沿直线传播 D．小孔成像——光的反射 7．如图是塔式热发电系统的一项关键技术。发电站安装有许多定日镜（即平面镜），每一个定日镜都由自动跟踪太阳光装置控制，以便准确的将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜工作原理相同的是（　　） A．水中倒影 B．日晷仪 C．海市蜃楼 D．筷子弯折 二、多选题 8．老师讲完了光的世界这一章节后，让学生们自由讨论关于光的知识，下列是四位同学对光的看法，其中不正确的是（　　） A．光在任何情况下都沿直线传播 B．光在真空中传播速度是3×105km/s C．光从空气射入水中时，传播方向一定发生偏折 D．实像和虚像都是由实际光线会聚形成 三、填空题 9．如图，一只白鹭站在水中，它看到自己的腿在水中的部分 （填“变长”或“变短”）了，这是因为光从 中斜射入 中发生折射的缘故。 10．“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”是唐朝诗人张志和描写美景的诗句。一只白鹭离水面水平飞行时，它与自己通过水面成的像的距离是 ，当它俯冲捕水中鱼的过程中，像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”），它此时看到的鱼是由于光的 形成的 像，白鹭应该瞄准看到的鱼的 （选填“上方”或“下方”）才能捉住鱼。 11．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射，入射角是 °，空气在 （选填“AB的左方”、“AB的右方”、“CD的上方”或“CD的下方”），若，则折射角是 ° 四、作图题 12．按要求作图。 (1)如图甲，入射光线从空气射向水中，标出折射角，画出折射光线的大致位置。 (2)如图乙，画出物体AB在平面镜MN中所成的像。 13．按照要求规范作图（作图时请用刻度尺）。 (1)画出图中物体AB在镜中所成的像；（保留作图痕迹） (2)请画出大致的折射光线。 14． (1)两平面镜相互垂直，入射光线如图所示，请依次画出经两个平面镜反射后的光线； (2)如图所示，一束光线从玻璃斜射入空气，同时发生反射和折射，请在图中画出反射光线和折射光线的大致传播方向； (3)如图所示，请利用平面镜成像特点画出烛焰S点的像S'，并画出眼睛A点看到像S'的光路图。 15．作图题： (1)如图所示是小强在纸杯上蒙上一层塑料膜做小孔成像实验的情景，请在图中作出烛焰（用AB表示）在塑料膜上成的像（用箭头A'B'表示）及光路图； (2)如图所示，小张用激光笔照射家里的鱼缸，在墙面和鱼缸底部均发现了照射的光斑。请画出激光束AO在墙面形成光斑的光路图和在鱼缸底部形成光斑的大致光路图； (3)如图甲，一只蜻蜓立于荷尖上，图乙中的A'表示蜻蜓在水中的“倒影”位置，请在图中确定蜻蜓的真实位置A，并完成人眼看到蜻蜓“倒影”的光路图。 五、实验题 16．某小组同学设计了如图甲所示的实验装置探究光的折射规律，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线。 (1)将光屏F调至与光屏E在同一平面内，保持入射点O不变，多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验： 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° ①分析数据得出的结论是：折射角随入射角的增大而 （选填“增大”，“减小”或“不变”）； ②当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向 （选填“改变”或“不改变”）； (2)该小组同学在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时，可看到折射光线沿OA方向射出，这说明在光的折射现象中光路是 的； (3)另一小组的小华在做光的折射实验时，将一束光以相同的入射角从空气分别斜射入水和玻璃中，如图乙所示。分析实验现象可知折射角是 （选填“不同”或“相同”）的，水对光的折射本领 （选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对光的折射本领，可以猜想当光从水中斜射入玻璃中时，折射角 入射角（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 17．如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了如下数据： 入射角 10° 30° 45° 60° 折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8° (1)实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有 的作用； (2)如果光线沿BO射入，折射光线将会沿OA射出，这表明在光的折射现象中，光路是 ； (3)根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角 30°（选填“大于”、“小于”或“等于”）；当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是 。 18．实验小组的同学一起进行光学实验探究： (1)在探究“平面镜成像的特点”的实验中，他们准备的实验器材有薄玻璃板、完全一样的蜡烛A和B、白纸、火柴、三角板等，进行实验时的情景如图1所示。 ①使用玻璃板代替平面镜，原因是玻璃板能透光，便于 ； ②将点燃的蜡烛A远离玻璃板，其像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）； ③沿水平桌面移动蜡烛B前应先点燃蜡烛A，但无论怎样移动B，始终不能与蜡烛A的像完全重合，造成这种情况的原因是 ； ④测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间。如图2所示，让被测者面对着镜子背对视力表，此人看到视力表的像离她的距离是 m； (2)在探究“光的反射和折射规律”的实验中。如图所示，同学们将光从空气射向水面，得到的实验数据如表格所示： 入射角 反射角 折射角 ①通过分析表格中的实验数据，你能发现哪些规律？（只写出一条） ； ②当光从水中射向空气，若入射角为，则光在空气中的折射角为 。 19．小明同学在实验室进行了以下实验来探究光的反射和折射规律； (1)将平面镜水平放置，将一束光斜射到平面镜上，小明尝试用一块白板去寻找入射光和反射光，并使它们同时呈现在白板上； ①实验选用白板的目的是 ；入射光线贴着白板入射到平面镜，在白板上没有出现反射光线，如图甲所示，其原因是 ； ②当入射光与O点法线重合时，入射角度为 ；改变入射光方向，使入射光线绕入射点旋转，逐渐远离法线，过程中反射角度 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； ③如图乙所示，将平面镜放在一个能转动的水平圆台上，用固定不动的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光ON，然后用另一个绿色激光笔（会随圆台一起转动）向O点发出一束光AO，经平面镜反射后沿OB方向射出。向透明玻璃罩内注入烟雾，入射光、反射光的光路和法线位置就会清楚地显示出来；缓慢转动圆台，若在反射光这一侧观察，当看到 的现象时，可以判断反射光线、入射光线和法线是共面的； (2)紧接着小明同学又继续探究光的折射特点实验，通过实验得到如图表格的数据； 空气斜射入玻璃 序号 入射角 折射角 1 23.0 15.0 2 35.8 23.0 3 51.0 31.3 ①分析数据可知：光从空气斜射入玻璃时，折射角 入射角（选填“大于”、“小于”或“等于”），且折射角随入射角增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”）； ②天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图。一束光从空气射入水球，光路如图所示，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为 （选填①、②、③、④），和的连线均为法线。 试卷第1页，共3页 第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B A D B D A ACD 1．B 【知识点】筷子在水中的弯折 【详解】插入水中的筷子，由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，所以看到筷子在水中的部分变浅。此时看到的像是筷子的虚像。 A．图中光线没有发生折射，故A错误； B．筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，故B正确； C．筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，传播方向发生了偏折，但图中折射光线靠近法线，折射角小于入射角，故C错误； D．筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射，而图中的光线的传播方向错误，故D错误。 故选B。 2．B 【知识点】影子的形成原理、光的反射的概念、用光的反射解释倒影、光的折射的概念和现象 【详解】A．水中拱桥的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射引起的，故A不符合题意； B．影子的形成原理是光的直线传播，故B符合题意； C．水中弯折的筷子是由于光的折射形成的，故C不符合题意； D．耀眼的玻璃幕墙是由于光的反射引起的，故D不符合题意。 故选B。 3．A 【知识点】从水中看向水面 【详解】游泳运动员在水下看到水面上的观众，是由于水面上的观众反射的光线经水面折射后进入运动员的眼睛，此时光线由空气进入水中，折射光线靠近法线，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．D 【知识点】小孔成像、用光的反射解释倒影、从水面看向水中 【详解】A．湖中凉亭的倒影是平面镜成像现象，成的是凉亭的虚像，故A不符合题意； B．小明看到清澈湖水中游动的金鱼是光的折射现象，看到的是金鱼的虚像，故B不符合题意； C．小明看到平静的露天池水中有朵朵白云是光的反射现象，成的是白云的虚像，故C不符合题意； D．太阳通过树缝在地面上形成的圆形光斑是小孔成像现象，是光的直线传播形成的实像，故D符合题意。 故选D。 5．B 【知识点】从水面看向水中 【详解】①②在A处看不到硬币，是由于光在均匀介质中是沿直线传播，杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线进入不到眼睛，所以眼睛看不到硬币；③④当杯中缓缓注水后，来自硬币的光线从水中斜射入空气中时发生折射，由于折射角大于入射角，折射光线可以进入人眼，人眼逆着折光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像。故B正确，ACD错误。 故选B。 6．D 【知识点】小孔成像、海市蜃楼、镜面反射 【详解】A．黑板反光是由于黑板太光滑，光在这里发生镜面反射，故A正确，不符合题意； B．海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的，故B正确，不符合题意； C．树下光斑是小孔成像，说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故C正确，不符合题意； D．小孔成像是光沿直线传播形成的，不是光的反射，故D错误，符合题意。 故选D。 7．A 【知识点】影子的形成原理、用光的反射解释倒影、筷子在水中的弯折、海市蜃楼 【详解】定日镜，将光反射到接收器上，应用的是光的反射定律。 A．水中倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的，故A符合题意； B．日晷仪利用光的直线传播工作，故B不符合题意； C．海市蜃楼是光在不均匀的大气中发生偏折形成的，光的折射现象，故C不符合题意； D．筷子弯折是光从水中斜射向空气中时发生偏折形成的，光的折射现象，故D不符合题意。 故选A。 8．ACD 【知识点】光沿直线传播的条件、光在真空中的速度、光的折射的概念和现象 【详解】A．光在同种均匀介质中才沿直线传播，故A错误，符合题意； B．光在真空中传播速度是3×108m/s=3×105km/s，故B正确，不符合题意； C．光从空气垂直射入水中时，传播方向不变，故C错误，符合题意； D．实像是由实际光线会聚形成的，而虚像是由光线的反向延长线会聚形成的，不是由实际光线会聚形成的，故D错误，符合题意。 故选ACD。 9． 变短 水 空气 【知识点】从水面看向水中 【详解】[1][2][3]根据光的折射规律，白鹭的腿在水中部分反射光从水中斜射向空气时，折射角大于入射角，即折射光线会远离法线，人的眼睛逆着折射光线观察时，像的位置会位于物的上方，所以腿在水中变短了，这是光的折射形成的。 10． 1.6 不变 折射 虚 下方 【知识点】平面镜成像的特点和规律、从水面看向水中 【详解】[1][2]平面镜成像时，像和物体到平面镜的距离相等，已知白鹭距水面0.8m，则像到水面的距离也是0.8m，它与自己通过水面成的像的距离为 0.8m+0.8m=1.6m 由于物体在平面镜中所成的像和物体的大小相等，所以不管白鹭距水面的距离远还是近，像始终和物体等大，因此当它俯冲捕水中鱼的过程中，像的大小不变。 [3][4][5]鱼反射的光线从水中斜射到空气中发生折射，折射光线远离法线，向下偏折，所以逆着折射光线看上去，看到的鱼的像是由于光的折射形成的虚像，像比鱼的实际位置浅，即白鹭看到的水中的“鱼”在实际鱼位置的上方，所以白鹭应该瞄准看到的鱼的下方。 11． 30 AB的右方 50 【知识点】入射角、反射角的相关计算、不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系 【详解】[1][2]由图示知 折射光线、反射光线和入射光线分居法线两侧，且反射角等于入射角，所以CD为法线，EO为入射光线，OF为反射光线，OG为折射光线，入射角是，为30度。AB为界面，为折射角，那么折射角大于入射角，所以光由玻璃射入空气中，AB的右方为空气。 [3]折射角 12．(1) (2) 【知识点】根据平面镜成像特点作光路图、作出光在空气和介质中传播的光路图 【详解】（1）过入射点做法线，根据水中的折射角小于空气中的入射角做出折射光线，折射角为折射光线与法线的夹角，如图所示： （2）像与物体关于平面镜对称，分别做出A、B点关于镜面的对称点A′、B′，连接A′B′，并在A′点上打上箭头，如图所示： 13．(1) (2) 【知识点】作出光在空气和介质中传播的光路图、平面镜成像的特点和规律 【详解】（1）平面镜成的像与物关于平面镜对称，先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′，即为物体AB在平面镜中的像A'B'，如图所示： （2）过入射点O作垂直于界面的法线，根据折射角小于入射角画出折射光线，作图如下： 14．(1) (2) (3) 【知识点】作光的反射光路图、根据平面镜成像特点作光路图、作出光在空气和介质中传播的光路图 【详解】（1）根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线两侧，故先过第一次入射点垂直镜面作出法线，再根据反射角等于入射角画出反射光线；反射光线到达第二个反射面，同理先作法线，再作反射光线，注意第二次反射的反射光线与第一次反射的入射光线平行，如图所示： （2）过入射点作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角，在法线上侧的玻璃中作出反射光线；当光由玻璃斜射进入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角，在法线上侧的空气中作出折射光线，如下图所示： （3）平面镜所成像与物关于镜面对称，先通过平面镜作出发光点S的对称点S'即为S的像，连接S'A交平面镜于点O，连接SO即为入射光线，OA为反射光线，如图所示： 15．(1) (2) (3) 【知识点】小孔成像、作光的反射光路图、根据平面镜成像特点作光路图、作出光在空气和介质中传播的光路图 【详解】（1）A点发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像A'，B点发出的光经过小孔沿直线传播会在光屏上成像B'，连接A'B'即为AB所形成的像，如下图所示： （2）首先在入射点O作出法线，根据反射角等于入射角，在法线的右侧作出反射光线，且反射光线与墙面的交点，即为激光束AO在墙面形成的光斑；光是从空气射入水中，根据入射角大于折射角，在法线的右侧水部分作出折射光线，且折射光线交鱼缸底部，即为激光束AO在鱼缸底部形成的光斑，如图所示： （3）由题知道，A'的位置是蜻蜓通过水面所成的像；根据平面镜成像特点作出蜻蜓的位置A，则眼睛与虚像的连线与水面的交点为反射点(入射点)，连接反射点和A点为入射光线、连接反射点和眼睛可得反射光线，如下图： 16．(1) 增大 不变 (2)可逆 (3) 不同 小于 小于 【知识点】光的折射的实验装置、光的折射的实验现象及结论 【详解】（1）[1][2]根据表格数据可知，当入射角为0°时，折射角为0°，即光从空气中垂直射向水中时，不发生偏折，即传播方向不变，当入射角大于0°时，折射角随着入射角的增大而增大。且折射角小于入射角。 （2）用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO即原来的折射光线的方向射向水面时，可看到折射光线沿OA即原来入射光线的方向射出，即折射现象中光路具有可逆性。 （3）[1][2][3]如图乙所示，相同的入射角，折射光线在玻璃中更靠近法线，即偏折程度更大，故光从空气中以相同的入射角射向水和玻璃中，折射角是不同的，水对光的折射本领小于玻璃对光的折射本领，即玻璃偏折程度更大，可以猜想当光从水中斜射入玻璃中时，折射光线更靠近法线，折射角小于入射角。 17．(1)显示光路 (2)可逆的 (3) 小于 45° 【知识点】光的折射的实验现象及结论、光的折射的实验装置 【详解】（1）利用光具盘表面的漫反射可以显示光路，同时能直接读出入射角和折射角的大小，所以光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用。 （2）BO是原来的折射光路，OA是原来的入射光路，当光线沿BO射入时，即光沿原来的折射光路入射，折射光线将会沿OA射出，即光沿原来的入射光路射出，这表明在光的折射现象中，光路是可逆的。 （3）[1]由表格数据可知，当光由空气斜射入玻璃中时，随着入射角的增大，折射角也增大，当入射角等于30°时折射角为20.7°，当入射角等于45°时折射角为30°，所以当入射角等于35°时折射角 20.7° < β<30° [2]根据光路的可逆性可知，当光由玻璃射入空气时，入射角小于折射角，且当入射角等于30°时，折射角为45°。 18．(1) 确定像的位置 不变 见解析 5 (2) 见解析 30° 【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、光的折射的实验装置、光的折射的实验现象及结论 【详解】（1）[1] 该实验采用透明薄玻璃板代替平面镜，在蜡烛A一侧能看到蜡烛A的像，同时还能看到蜡烛B，便于确定像的位置。 [2]蜡烛A远离玻璃板，A的大小不变，则其像的大小也不变。 [3]蜡烛B与A的像不能重合，可能是玻璃板不是垂直于水平面放置，则A的像不在水平面上。 [4]由图2知，视力表与平面镜的距离为3m，则视力表的像与镜面的距离为3m，此时视力表的像与人的距离 s=3m+2m=5m （2）[1]由表格数据知，当入射角分别为0度、15度、30度、45度和60度时，反射角对应为0度、15度、30度、45度和60度，即在反射中，反射角等于入射角。 [2]表格中，当光由空气射入水中，折射角为22度时，入射角为30度，在光的折射现象中，光路是可逆的，所以光从水中射向空气，入射角为22度，则光在空气中的折射角为30度。 19．(1) 显示光路 白板没有与平面镜垂直 0° 变大 只能看见反射光 (2) 小于 增大 ① 【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、光的折射的实验装置 【详解】（1）[1]实验选用白板的目的是光在白板上发生漫反射，从而显示出光的传播路径。 [2]入射光线贴着白板入射到平面镜，在白板上没有出现反射光线，如图甲所示，其原因是由于白板没有与平面镜垂直，反射光线不在该平面内。 [3]入射角为入射光线与法线的夹角，当入射光与O点法线重合时，入射角度为0°。 [4]改变入射光方向，使入射光线绕入射点旋转，逐渐远离法线过程中，入射角变大，则反射角度变大。 [5]缓慢转动圆台，若在反射光这一侧观察，当看到只有反射光线，说明反射光线、入射光线、法线在同一个平面内。 （2）[1]分析数据可知：光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角。 [2]入射角增大，折射角增大，故结论为折射角随入射角增大而增大。 [3]光线O1O2从水中斜射入空气中，会发生折射现象，折射光线与入射光线分居法线两侧，故④不符合题意；光线O1O2从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，故②、③都不符合题意，只有①符合题意。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$